DE3611656A1

DE3611656A1 - Hydraulic sensor for mining equipment, in particular for hydraulic face supports

Info

Publication number: DE3611656A1
Application number: DE19863611656
Authority: DE
Inventors: Lothar Strassburg
Original assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Current assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Priority date: 1986-04-07
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1987-10-08

Abstract

In a hydraulic sensor for mining equipment, in particular for hydraulic face supports, in which the hydraulic pressure is measured at one measurement point and electrically presented on a display which is remote therefrom, the sensor which can be installed between display and measurement point being constructed as a transducer which converts the prevailing hydraulic pressure into an electrical signal, there is provision according to the invention for the transducer to be accommodated in a sleeve which bears, at one end, a coupling for a hose leading to the measurement point, and bears electrical terminals at the other end, and for the sleeve to bear on the outside a housing terminal for the display and on the inside a diaphragm which seals off the hydraulic pressure from the outside and is connected to the electrical terminals.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Sensor einer Anlage des Untertagebetriebes, insbesondere des hydraulischen Strebausbaus gemäß dem Ober begriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a hydraulic sensor a facility of underground operations, in particular of hydraulic longwall construction in accordance with the Ober Concept of claim 1.

Der hydraulische Sensor gemäß der Erfindung ist vorzugsweise für Anlagen vorgesehen, welche für den Einsatz in explosionsgefährdeten Betrieben eingerichtet sind. Explosionsgefahr besteht u.a. im Steinkohlenbergbau unter Tage bei Anwesenheit von Grubengas. Das ist vor allem im Abbau der Fall. Dort wird hydraulischer Gruben-, d.h. vor allem Strebausbau eingesetzt. Eine derart ausgedehnte, hydraulische Anlage weist in der Regel eine Mehrzahl von Meßstellen auf, welche den hydraulischen Druck überwachen. Der gemessene Druck muß dann an die Anzeigestelle weitergegeben werden, welche den Meßwert analog oder digital sichtbar macht und/oder weitergibt und häufig in größerer Entfernung von der Meßstelle angeordnet sein muß. Das ist bereits dann der Fall, wenn die Druckwerte zentral von einer Konsole aus überwacht werden, die in einer Abbaustrecke untergebracht ist. Häufig kommen jedoch noch erheblich größere Entfernungen zwischen Meßstelle und Anzeige in Betracht, namentlich wenn es sich um die Fernwirktechnik handelt. Die Erfindung ist insbesondere für hydraulische Anlagen dieser Art vorgesehen, welche einer Mehrzahl von Druckmeßstellen in größerer Entfernung von einer Anzeige der Meßwerte aufweisen.The hydraulic sensor according to the invention is preferably intended for systems which for use in hazardous locations are set up. There is a risk of explosion, among other things in underground coal mining when present of mine gas. This is especially in the dismantling of the Case. There is hydraulic pit, i.e. in front used all face construction. Such a extensive, hydraulic system points in the Usually a plurality of measuring points on which monitor the hydraulic pressure. The measured pressure must then go to the display point be passed on, which the measured value analog or makes it digitally visible and / or passes it on and often at a greater distance from the measuring point must be arranged. That is already the case Case when the pressure values are central from one Be monitored from within a console Mining line is housed. Come often however, even greater distances between the measuring point and the display, especially when it comes to telecontrol technology acts. The invention is particularly for hydraulic systems of this type are provided, which a large number of pressure measuring points Have a distance from a display of the measured values.

Hierbei kommt es einerseits darauf an, daß trotz der großen Entfernung die Übermittlung der Meßwerte nicht gestört und dadurch die Anzeige verfälscht wird. Andererseits muß auch der eigentliche Wandler vor Beschädigungen oder gar Zerstörungen geschützt werden. Gleichwohl ist es erforderlich, Wartungs und Reparaturarbeiten zu berücksichtigen, die insbesondere unter den Verhältnissen des Untertage betriebes nicht vermeidbar sind.On the one hand, it is important that despite the long distance the transmission of the measured values not disturbed and falsifies the display becomes. On the other hand, the actual converter must also protected from damage or even destruction will. Nevertheless, maintenance is required and repair work to be considered especially under the conditions of the underground operations are unavoidable.

Die Erfindung geht von einem vorbekannten hydraulischen Sensor aus. Hierbei ist der Sensor an der Meßstelle eingebaut und weist einen Anschluß für ein Kabel auf, welches die Entfernung von der Meßstelle bis zur Anzeige überbrückt und die elektrischen Signale weitergibt, welche von dem an der Meßstelle angeordneten Wandler erzeugt werden. Die von derartigen Wandlern ausgehenden elektrischen Kabel stellen Signalleitungen dar, die als elektrische Einrichtungen zu einem technischen Bereich gehören, für den bei explosionsgefährdeten Betrieben besondere Vorschriften gelten, für die eine besondere Sorgfaltpflicht besteht. Im Steinkohlenbergbau handelt es sich um Schlagwetterschutz-Vorschriften, nach denen die Montage und Wartung der Signalleitung und der Leitungsanschlüsse nur von besonders geschultem Personal vorgenommen werden darf. Das erschwert die Wartungs- und Unterhaltungsarbeiten beträchtlich. Die von dem Sensor gelieferten, in der Regel analogen elektrischen Signale sind vergleichsweise schwach. Da sie galvanisch übermittelt werden, unterliegen sie induktiven und kapazitiven Einflüssen anderer elektrischer Systeme, die notwendigerweise in unmittelbarer Umgebung der Signalleitung untergebracht werden müssen. Größere elektrische Maschinen und stärkere elektrische Leitungen stören daher häufig die von den Wandlern ausgehenden Analogsignale. Schließlich ist der Drucksensor selbst meist der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt, wenn er dort angebracht ist, wo der Druck gemessen wird. Das ist nämlich an der Stelle der Fall, an der der aktive Teil der hydraulischen Anlage arbeitet, beim Strebausbau sind es z.B. die hydraulischen Stempel und Rückzylinder, die erheblichen mechanischen Beeinträchtigungen durch äußere Einflüsse ausgesetzt sind.The invention is based on a previously known hydraulic sensor off. Here is the sensor installed at the measuring point and has a connection for a cable that covers the distance from the Measuring point bridged to the display and the passes electrical signals, which of the transducers arranged at the measuring point will. Those emanating from such transducers electrical cables represent signal lines that as electrical devices to a technical Area belong to those at risk of explosion Companies have special regulations for which there is a special duty of care. in the Coal mining is involved Firedamp protection regulations according to which Installation and maintenance of the signal line and the Line connections only from specially trained Personnel may be made. That complicates the maintenance and maintenance work is considerable. The ones supplied by the sensor, usually analog electrical signals are comparative weak. Since they are transmitted galvanically, they are subject to inductive and capacitive Influences of other electrical systems that necessarily in the immediate vicinity of the Signal line must be housed. Larger electrical machines and stronger electrical ones Cables therefore often interfere with those from the converters outgoing analog signals. After all, that is Pressure sensor itself mostly at risk of Exposed to damage when attached there is where the pressure is measured. That is because of the Place the case where the active part of the hydraulic The system is working, in the face construction it is e.g. the hydraulic ram and back cylinder that considerable mechanical impairments are exposed to external influences.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Sensor der als bekannt vorausgesetzten Art zu schaffen, welcher auf einfache Weise gegen Störungen von außen unempfindliche Meßsignale der Meßstelle liefert und mit einem verminderten Wartungs und Unterhaltungsaufwand auskommt.The invention has for its object a hydraulic sensor of the presumed known Way of creating, which in a simple way against External interference-insensitive measurement signals from the Measuring point delivers and with reduced maintenance and maintenance costs.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The invention solves this problem with the features of Claim 1. Appropriate embodiments of the Invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß der Erfindung ermöglicht die den Wandler aufnehmende Muffe mit ihrem Schlauchanschluß die Unterbringung des Sensors an der Meßstelle, also dort, wo das elektrische Signal benötigt oder weiterverarbeitet wird. Der Wandler ist auf diese Weise einerseits den starken mechanischen Beanspruchungen an der Meßstelle entzogen. Andererseits entfällt die Signalleitung bzw. ist die auf einen Bereich beschränkt, welcher entweder nicht mehr besonderer Sorgfalt unterliegt, weil es sich um das Innere eines Gehäuses handelt, das auch auf einfache Weise explosionsgeschützt ausgebildet werden kann. Oder die Signalleitung beschränkt sich auf einen Bereich außerhalb eines Gehäuses, der störenden Einflüssen entzogen ist. Die erfindungsgemäß vorgesehene Fortleitung des unter dem Meßdruck stehenden hydraulischen Mediums auch über größere Entfernungen durch eine zum Wandler führende Schlauchleitung macht keine Schwierigkeiten, weil diese Schläuche nicht wie elektrische Signalleitungen für ihre Wartung und Montage geschultes personal erfordern. Sie unterliegen auch nicht Einflüssen, die den für das Wandlersignal entscheidenden hydraulischen Druck von außen verfälschen. Da der Wandler in der Muffe untergebracht ist, schützt die Muffe alle empfindlichen Teile des Wandlers, insbesondere diejenigen, welche den hydraulischen Druck in eine elektrische Größe umwandeln.According to the invention, the transducer accommodating With its hose connection, the housing of the Sensor at the measuring point, i.e. where the electrical Signal required or processed. The converter is on the one hand the strong mechanical Stresses removed at the measuring point. On the other hand the signal line is omitted or is on one Area limited, which either no longer is subject to special care because it is the Interior of a case that is also simple Way explosion-proof can be trained. Or the signal line is limited to one Area outside of a housing, the distracting Influenced. The provided according to the invention Forwarding of the hydraulic under the measuring pressure Medium even over greater distances through a Transducer-leading hose line does not cause any difficulties because these hoses are not like electrical signal lines require trained personnel for their maintenance and assembly. They are also not subject to influences that the for the Transducer signal crucial hydraulic pressure from outside distort. Since the converter is housed in the sleeve, protects the sleeve all sensitive parts of the converter, especially those who have the hydraulic pressure in convert an electrical quantity.

Vorzugsweise und mit den Merkmalen des Patentanspruches 2 ergibt sich eine besonders einfache, aber auch widerstandsfähige Unterbringung des Wandlers in der Muffe. Da diese für eine Schlauchsteckverbindung eingerichtet ist und solche Verbinder in zahlreichen und zweckmäßigen Ausführungsformen insbesondere aus dem Untertagebetrieb bereits bekannt sind, läßt sich der erfindungsgemäße hydraulische Sensor in die bekannten Steckverbindungssysteme ohne weiteres einbeziehen. Der Sensor selbst besteht aus einem einstückigen, abgedrehten Gehäuse und ist daher ohne großen Aufwand zu fertigen und einzusetzen. Preferably and with the features of claim 2 results in a particularly simple, but also resistant housing of the converter in the Sleeve. Because this is for a hose connector is established and such connectors in numerous and expedient embodiments, in particular from Underground operations are already known, the hydraulic sensor according to the invention in the known Include plug-in systems without further ado. The Sensor itself consists of a one-piece, twisted Housing and is therefore easy to manufacture and deploy.

Mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 läßt sich der Sensor an der Meßstelle auf unterschiedliche Weise befestigen. Insbesondere eignet sich dafür die Wand eines Gehäuses, welches eine elektrische Einrichtung umschließt. Das ist dann besonders einfach, den hydraulischen Sensor anzubringen, weil dieser mit der Gehäusewand verschraubt wird und die Dichtung dafür sorgt, daß das Gehäuse seine Schutzfunktion behält.With the features of claim 3, the Sensor at the measuring point in different ways fasten. The wall is particularly suitable for this a housing, which is an electrical device encloses. That is particularly easy then attach hydraulic sensor because this with the Housing wall is screwed and the seal for it ensures that the housing retains its protective function.

Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigenThe details of the invention result from the following description of an embodiment based on the figures in the drawing; show it

Fig. 1 einen hydraulischen Sensor mit angeschlossener Druckleitung, teilweise im Längsschnitt, Fig. 1 is a hydraulic sensor with attached pressure line, partly in longitudinal section,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 im Schnitt längs der Linie II-II und Fig. 2 shows the object of Fig. 1 in section along the line II-II and

Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1. Fig. 3 is a view of the object of Fig. 1 in the direction of arrow III of Fig. 1.

Der hydraulische Sensor (1) gemäß Fig. 1 ist für den hydraulischen Strebausbau vorgesehen. Ein Hochdruckschlauch (2) führt zu der entfernten, nicht dargestellten Meßstelle. Der Sensor (1) sitzt an einer Meßstelle, die mit einer abgebrochen wiedergegebenen Wand (3) ihres Gehäuses (4) angedeutet ist. In dem Sensor (1) ist ein Wandler (5) untergebracht, der den hydraulischen Druck in ein elektrisches Signal umsetzt.The hydraulic sensor ( 1 ) according to FIG. 1 is intended for hydraulic longwall construction. A high pressure hose ( 2 ) leads to the removed measuring point, not shown. The sensor ( 1 ) is located at a measuring point, which is indicated by a broken wall ( 3 ) of its housing ( 4 ). In the sensor (1), a transducer (5) is housed, which converts the hydraulic pressure into an electric signal.

Dieser Wandler weist eine Membran (8) auf, welche mit einer Muffe (7) eine Baueinheit bildet. Diese Muffe weist einen im Durchmesser vergrößerten, außen zylindrischen Abschnitt (8) auf, welcher zur Aufnahme einer Schlauchsteckverbindung ausgebildet ist, die in Fig. 2 wiedergegeben ist. Die Schlauchsteckverbindung weist einen Nippel nach DIN 20043 bei (9) auf und wird mit Hilfe einer Kupplungsklammer (10) nach DIN 20043 angeschlossen. Der Nippel (9) weist eine Runddichtung (11) auf, die DIN 20043 entspricht. Im übrigen ist der Abschnitt (8) der Muffe als Steckmuffe nach DIN 20043 ausgebildet.This converter has a membrane ( 8 ) which forms a structural unit with a sleeve ( 7 ). This sleeve has an enlarged, externally cylindrical section ( 8 ) which is designed to receive a hose plug connection, which is shown in FIG. 2. The hose connector has a nipple according to DIN 20043 at ( 9 ) and is connected using a coupling clip ( 10 ) according to DIN 20043. The nipple ( 9 ) has a round seal ( 11 ) which corresponds to DIN 20043. Otherwise, section ( 8 ) of the sleeve is designed as a push-in sleeve according to DIN 20043.

Unter der Membran steht der hydraulische Druck in dem Raum (12) an. Der Druck im Raum (12) entspricht dem statischen Druck, welcher im Schlauch (2) und damit an der Meßstelle herrscht. Je nach Druckhöhe verformt sich die Durchbiegung der Membran (6) wird elektrisch mit Hilfe eines Dehnungsmeßstreifens (14) gemessen. Die Messung kann auch auf piezo-elektrischem Wege erfolgen. Die zum elektrischen Abgriff dienenden Drähte führen zu einer isolierten Lötstelle (15), die mit einer Kleberschicht (16) isoliert ist. Die elektrischen Anschlüsse für die Fortleitung des Meßsignals sind bei (17) angedeutet.The hydraulic pressure in the space ( 12 ) is below the membrane. The pressure in the room ( 12 ) corresponds to the static pressure which prevails in the hose ( 2 ) and thus at the measuring point. Depending on the pressure level, the deflection of the membrane ( 6 ) is deformed and is measured electrically with the aid of a strain gauge ( 14 ). The measurement can also be carried out by piezoelectric means. The wires used for electrical tapping lead to an insulated solder joint ( 15 ) which is insulated with an adhesive layer ( 16 ). The electrical connections for the transmission of the measurement signal are indicated at ( 17 ).

Die Muffe (7, 8) weist auf ihrem Durchmesser reduzierten, zylindrischen Abschnitt (7) ein Außengewinde (18) auf. Auf das Außengewinde (18) passen eine Mutter (19) und eine Kontermutter (20). Auf der gegenüberliegenden Seite der Gehäusewand (3) umschließt eine Ringdichtung (21) den zylindrischen Gehäuseabschnitt (7). Bei Verspannung der Muffe mit der Gehäusewand (3) stützt sich die Ringdichtung (21) auf einem Ringflansch (22) ab, welcher den im Durchmesser vergrößerten Teil (8) der Muffe abschließt. The sleeve ( 7 , 8 ) has an external thread ( 18 ) with a reduced diameter cylindrical section ( 7 ). A nut ( 19 ) and a lock nut ( 20 ) fit on the external thread ( 18 ). On the opposite side of the housing wall ( 3 ), an annular seal ( 21 ) surrounds the cylindrical housing section ( 7 ). When the sleeve is clamped to the housing wall ( 3 ), the ring seal ( 21 ) is supported on an annular flange ( 22 ) which closes off the part ( 8 ) of the sleeve which has an enlarged diameter.

Die elektrischen Anschlüsse (17 bzw. 15) sind in einem rohrförmigen Fortsatz (23) der Muffe (7, 8) untergebracht. Auch dieser Teil ist gemäß dem Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Muffenkörper ausgebildet. Auf diese Weise sind die elektrischen Anschlüsse versenkt angeordnet und geschützt.The electrical connections ( 17 and 15 ) are housed in a tubular extension ( 23 ) of the sleeve ( 7 , 8 ). This part is also formed in one piece with the sleeve body according to the embodiment. In this way, the electrical connections are sunk and protected.

Im Betrieb wird die Muffe (7, 8) in eine entsprechende Gehäusebohrung eingesteckt, nachdem die Ringdichtung (21) aufgezogen ist. Mit Hilfe der Mutter (19) und der Kontermutter (20) wird die Muffe mit der Gehäusewand (3) verspannt. Die elektrischen Anschlüsse (17) können nunmehr mit der elektrischen Einrichtung verbunden werden, die im Gehäuse (4) untergebracht ist. Mit Hilfe der Steckverbindung läßt sich der Schlauch bedarfsweis anschließen bzw. abnehmen.In operation, the sleeve ( 7 , 8 ) is inserted into a corresponding housing bore after the ring seal ( 21 ) has been fitted. With the help of the nut ( 19 ) and the lock nut ( 20 ), the sleeve is clamped to the housing wall ( 3 ). The electrical connections ( 17 ) can now be connected to the electrical device which is accommodated in the housing ( 4 ). With the help of the plug-in connection, the hose can be connected or removed if necessary.

Claims

1.Hydraulic sensor of a system of underground operation, in particular of hydraulic longwall construction, in which the hydraulic pressure is measured at a measuring point and is reproduced electrically on a display remote therefrom, the sensor which can be installed between the display and the measuring point being designed as a converter which detects the hydraulic pressure Converts pressure into an electrical signal, characterized in that the transducer ( 5 ) is accommodated in a sleeve ( 7 , 8 ) which has a coupling ( 9 to 12 ) at one end for a hose ( 2 ) leading to the measuring point and at the other End carries electrical connections ( 17 ), and that the sleeve ( 7 , 8 ) on the outside carries a housing connection ( 18 ) for the display ( 4 ) and on the inside a membrane ( 14 ) which closes off the hydraulic pressure to the outside and with the electrical connections ( 17 ) is connected.

2. Hydraulic sensor according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 7 , 8 ) and the membrane ( 14 ) form a structural unit, wherein the sleeve ( 7 , 8 ) is arranged to receive a hose connector ( 9 to 12 ) and sunk arranged electrical connections ( 17 ).

3. Hydraulic sensor according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sleeve ( 7 , 8 ) an external thread ( 18 ) and a flange ( 22 ) for supporting an annular seal ( 21 ) when screwing a nut ( 19 ) on the External thread ( 18 ) carries.

4. Hydraulic sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sleeve ( 7 , 8 ) has a tubular extension ( 23 ) in which the electrical connections ( 17 ) are housed.